JPH10150209A - Photoelectric conversion element - Google Patents

Photoelectric conversion element

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JPH10150209A
JPH10150209A JP9242708A JP24270897A JPH10150209A JP H10150209 A JPH10150209 A JP H10150209A JP 9242708 A JP9242708 A JP 9242708A JP 24270897 A JP24270897 A JP 24270897A JP H10150209 A JPH10150209 A JP H10150209A
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photoelectric conversion
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conversion element
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To raise the characteristics, such as an open-circuit voltage, a short-circuit photocurrent, a low-illuminance open-circuit voltage and a leakage current, and durability of a photoelectric conversion element by a method wherein the photoelectric conversion element is constituted into such a structure that the surface of a lower conductive layer has a roughened shape, an i-type layer contains columnar crystal grains and the longitudinal directions of the columnar crystal grains are arranged slantingly to the normal direction of a substrate. SOLUTION: A photoelectric conversion element has a substrate 101, a lower conductive layer 102, a first doped layer 103, an i-type layer 104, a second doped layer 105 and an upper conductive layer 106. Such the photoelectric conversion element is constituted into such a structure that the surface of the layer 102 has a roughened shape, the layer 104 contains columnar crystal grains and the longitudinal directions of the columnar crystal grains are arranged slantingly to the normal direction of the substrate 101. For example, the surface roughness Ra of a length of the extent of several tens of microns of the surface of the layer 102 is set in a length of more than 0.1μm to less than 1μm. Moreover, the microscopic regions, where an angle G120 that the normal of the surface of the layer 102 forms with the normal of the major surface of the substrate is more than 15 degrees to less than 45 degrees, on the surface of the layer 102 is set so as to occupy 80% or more of the entire surface region of the layer 102.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は下部導電層の表面形
状、i層の結晶構造、及びドープ層の構造を改良した非
単結晶光電変換素子に関する。
The present invention relates to a non-single-crystal photoelectric conversion device in which the surface shape of a lower conductive layer, the crystal structure of an i-layer, and the structure of a doped layer are improved.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、非単結晶半導体のpin接合を
用いた光電変換素子の光電変換効率の向上と光劣化の改
善が研究されている。
2. Description of the Related Art Hitherto, studies have been made on improving the photoelectric conversion efficiency and light degradation of a photoelectric conversion element using a pin junction of a non-single-crystal semiconductor.

【0003】ドープ層中のドーパント濃度を高めること
により、ドープ層の活性化エネルギーが減少してpin接
合のビルトインポテンシャルが増大し、素子の開放電圧
を増大させることが知られている。
It is known that, by increasing the dopant concentration in a doped layer, the activation energy of the doped layer decreases, the built-in potential of the pin junction increases, and the open-circuit voltage of the device increases.

【0004】また、i型半導体層に微結晶材料を用いる
ことにより光劣化を改善することが知られている。
It is known that photodegradation is improved by using a microcrystalline material for the i-type semiconductor layer.

【0005】微結晶シリコン(μc-Si)を用いた太陽電池
では、IEEE WCPEC;1994 Hawaii p409 " INTRINSIC MICR
OCRYSTALLINE (μc-Si:H)- A PROMISSING NEW THIN FIL
M SOLAR CELL MATERIAL " , J.Meier,A.Shah) に見ら
れるようにVHF(70MHz)を用いたプラズマCVD法により光
電変換効率4.6%を得ており、該太陽電池は光劣化がまっ
たく見られないことが報告されている。さらには非晶質
シリコンと微結晶シリコンとの積層型太陽電池を作製
し、初期光電変換効率9.1%を得ている。
In solar cells using microcrystalline silicon (μc-Si), IEEE WCPEC; 1994 Hawaii p409 "INTRINSIC MICR
OCRYSTALLINE (μc-Si: H)-A PROMISSING NEW THIN FIL
M SOLAR CELL MATERIAL ", J. Meier, A. Shah), a photoelectric conversion efficiency of 4.6% was obtained by a plasma CVD method using VHF (70 MHz). Furthermore, a stacked solar cell of amorphous silicon and microcrystalline silicon was fabricated, and an initial photoelectric conversion efficiency of 9.1% was obtained.

【0006】また、基板乃至金属層と、半導体層との間
に透明導電層を設けることが知られている。これは、金
属層の元素が半導体層へ拡散あるいはマイグレーション
をおこし、光電変換素子がシャントすることを防止す
る。さらに、適度な抵抗を持つことにより、半導体層の
ピンホール等の欠陥によるショートを防止する。さら
に、その表面に凹凸を有することにより入射光及び反射
光の乱反射を増大し、半導体層内での光路長を延ばす。
It is also known to provide a transparent conductive layer between a substrate or a metal layer and a semiconductor layer. This prevents the elements of the metal layer from diffusing or migrating into the semiconductor layer, thereby preventing the photoelectric conversion element from shunting. Further, by having an appropriate resistance, a short circuit due to a defect such as a pinhole in the semiconductor layer is prevented. Further, irregularities on the surface increase irregular reflection of incident light and reflected light, and extend the optical path length in the semiconductor layer.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
微結晶シリコン系材料を用いた太陽電池は、光電変換効
率が4.6%とまだ低く実用レベルではない。また、a-Si/
μc-Si型の積層型太陽電池においては初期光電変換効率
は9.1%が得られているが、光入射側のa-Si層の光劣化が
大きいという問題がある。さらにμc-Si層の膜厚が3.6
μmと厚いうえに堆積速度が1.2A/secと遅いため、層形
成時間が8時間程度必要となるため産業的に実用レベル
ではないという問題がある。
However, a solar cell using the above-mentioned microcrystalline silicon-based material has a photoelectric conversion efficiency of 4.6%, which is still not practical. Also, a-Si /
The μc-Si stacked solar cell has an initial photoelectric conversion efficiency of 9.1%, but has a problem in that the a-Si layer on the light incident side is greatly deteriorated by light. Furthermore, the thickness of the μc-Si layer was 3.6
Since the thickness is as thick as μm and the deposition rate is as low as 1.2 A / sec, a layer formation time of about 8 hours is required, which is not industrially practical.

【0008】[0008]

【課題を解決する為の手段】基板、下部導電層、第1の
ドープ層、i層、第2のドープ層、及び上部導電層を有す
る光電変換素子において、前記下部導電層表面が凹凸形
状を有し、前記i層が柱状結晶粒を含有し、該柱状結晶
粒の長手方向は前記基板の法線方向に対して傾いて配置
していることを特徴とする光電変換素子とする。数値的
に規定すると、柱状結晶粒を通りその長手方向と平行な
直線Aと、第1のドープ層と前記i層の界面1と、第2のド
ープ層と該i層の界面2との最短距離を結ぶ直線のうちこ
の柱状結晶粒Aを通る直線Bとのなす角度が20度以下であ
る比率が該i層全体容積に対して70%以上とする。
In a photoelectric conversion device having a substrate, a lower conductive layer, a first doped layer, an i-layer, a second doped layer, and an upper conductive layer, the surface of the lower conductive layer has an uneven shape. Wherein the i-layer contains columnar crystal grains, and the longitudinal direction of the columnar crystal grains is arranged to be inclined with respect to the normal direction of the substrate. Numerically defined, the straight line A passing through the columnar crystal grains and parallel to the longitudinal direction thereof, the shortest distance between the interface 1 between the first doped layer and the i-layer, and the interface 2 between the second doped layer and the i-layer. The ratio of the straight line connecting the distance to the straight line B passing through the columnar crystal grains A being 20 degrees or less is set to 70% or more with respect to the entire volume of the i-layer.

【0009】更に、前記第2のドープ層と前記上部導電
層との間に第3のドープ層、第2のi層、及び第4のドープ
層を有し、該第2のi層は非晶質シリコン系半導体を有
し、膜厚が0.1μm以上、0.4μm以下であることを特徴と
する請求項1記載の光電変換素子とする。
Further, a third doped layer, a second i-layer, and a fourth doped layer are provided between the second doped layer and the upper conductive layer, and the second i-layer is non-conductive. 2. The photoelectric conversion element according to claim 1, comprising a crystalline silicon-based semiconductor, and having a film thickness of 0.1 μm or more and 0.4 μm or less.

【0010】前記第1の及び/又は第3のドープ層が微結
晶シリコン系半導体材料からなる層と非晶質シリコン系
半導体材料からなる層と積層構造をなし、かつ該微結晶
シリコン系半導体材料からなる層は前記i層と接するこ
とを特徴とする光電変換素子とする。
The first and / or third doped layer has a laminated structure of a layer made of a microcrystalline silicon-based semiconductor material and a layer made of an amorphous silicon-based semiconductor material; The layer made of is in contact with the i-layer and is a photoelectric conversion element.

【0011】本発明の光電変換素子によれば、光電変換
素子の光電変換効率、開放電圧、短絡光電流、低照度開
放電圧、リーク電流といった特性を向上できるものであ
る。また屋外暴露試験、機械的強度、長時間光照射にお
ける耐久性を向上できるものである。さらに光電変換素
子のコストを大幅に低減できるものである。
According to the photoelectric conversion device of the present invention, characteristics such as photoelectric conversion efficiency, open-circuit voltage, short-circuit photocurrent, low-illuminance open-circuit voltage, and leak current of the photoelectric conversion device can be improved. It can also improve the outdoor exposure test, mechanical strength, and durability in long-time light irradiation. Further, the cost of the photoelectric conversion element can be significantly reduced.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1aは本発明の光電変換素子の概
略的断面図であり、101は基板、102は反射層102aと透明
導電層102bの2つの層からなる下部導電層、103は非単結
晶シリコン系半導体材料からなる第1のドープ層、104は
微結晶シリコン系半導体材料からなり、i型の導電性を
有する層、105は非単結晶シリコン系半導体材料からな
り、第1のドープ層とは逆の導電性を有する層である。1
03-104-105の層構成によってp-i-n接合を形成し、光起
電力を発生する機能を有する。103、104、105をまとめ
て光起電力層とする。106は上部透明電極、107は集電電
極である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1a is a schematic sectional view of a photoelectric conversion element of the present invention, wherein 101 is a substrate, 102 is a lower conductive layer composed of two layers, a reflective layer 102a and a transparent conductive layer 102b, and 103 is A first doped layer made of a non-single-crystal silicon-based semiconductor material, 104 is made of a microcrystalline silicon-based semiconductor material, a layer having i-type conductivity, and 105 is made of a non-single-crystal silicon-based semiconductor material. This is a layer having conductivity opposite to that of the doped layer. 1
It has a function of generating a photoelectromotive force by forming a pin junction with the layer configuration of 03-104-105. 103, 104 and 105 are collectively referred to as a photovoltaic layer. 106 is an upper transparent electrode, 107 is a current collecting electrode.

【0013】本発明の下部導電層102、i層104、及び第
1のドープ層103は以下の特徴を有する。
The lower conductive layer 102, the i-layer 104, and the
The one doped layer 103 has the following features.

【0014】(1) 柱状結晶粒の方向と機械的強度、
光電変換効率の関係を調べた。図12-bに示すように、あ
る柱状結晶粒Aを通りその長手方向と平行な直線Aと、第
1のドープ層と第1のi層の界面1と、第2のドープ層と第1
のi層の界面2との最短距離を結ぶ直線のうちこの柱状結
晶粒Aを通る直線Bとのなす角度Fの度数分布を調べた。
そして角度Fが20度以下である柱状結晶粒全体容積の第1
のi層全体容積に対する割合Kと、「ねじり試験」後の光
電変換効率の関係を調べたところ、図12のような結果と
なった。すなわちこの割合Kが70%以上であるとき、良好
な光電変換効率を呈し、割合Kが70%以下では開放電圧が
低下し、光電変換効率が低下してしまうことが分った。
なお、「ねじり試験」は、結晶系太陽電池のJIS C8917
A-10項に準拠した。条件は10cm ×10cmの面積に対して
高さh=5mmのねじりを50回繰り返した。
(1) The direction and mechanical strength of the columnar crystal grains,
The relationship between photoelectric conversion efficiencies was investigated. As shown in FIG. 12-b, a straight line A passing through a certain columnar crystal grain A and parallel to its longitudinal direction,
The interface 1 between the first doped layer and the first i-layer, the second doped layer and the first
The frequency distribution of the angle F formed between the straight line connecting the shortest distance to the interface 2 of the i-layer and the straight line B passing through the columnar crystal grains A was examined.
And the angle F is 20 degrees or less.
The relationship between the ratio K to the total volume of the i-layer and the photoelectric conversion efficiency after the “torsion test” was examined, and the results were as shown in FIG. That is, it was found that when the ratio K was 70% or more, good photoelectric conversion efficiency was exhibited, and when the ratio K was 70% or less, the open-circuit voltage was lowered, and the photoelectric conversion efficiency was lowered.
The “torsion test” is based on JIS C8917 for crystalline solar cells.
Compliant with paragraph A-10. The conditions were such that a twist of height h = 5 mm was repeated 50 times on an area of 10 cm × 10 cm.

【0015】(2)本発明の下部導電層102は、その表面
の数十ミクロン程度の長さにおける表面粗さRaが0.1μm
以上、1μm以下とする。すると、(表面粗さ)×(第1のi
層の屈折率)と可視光または赤外光の波長が同程度とな
り、光閉じ込め効果が発揮され光電変換素子の短絡光電
流が飛躍的に向上するものである。
(2) The lower conductive layer 102 of the present invention has a surface roughness Ra of 0.1 μm at a surface length of about several tens of microns.
Above, it is 1 μm or less. Then, (surface roughness) x (first i
The refractive index of the layer and the wavelength of the visible light or the infrared light become substantially the same, and the light confinement effect is exhibited, and the short-circuit photocurrent of the photoelectric conversion element is dramatically improved.

【0016】第1のi層内部で吸収しきれなかった長波
の光は下部導電層で反射され、再びi層内に進入する
が、光は下部導電層表面で散乱されるため、i層内部で
干渉を起こすことがなく、光を強く吸収する領域がな
く、光劣化をよりいっそう抑えることができる。また同
様に光をほとんど吸収しない領域がないので、開放電圧
を向上できるものである。
The long-wave light that has not been completely absorbed inside the first i-layer is reflected by the lower conductive layer and reenters the i-layer. However, the light is scattered on the surface of the lower conductive layer. No interference occurs, there is no region that strongly absorbs light, and light degradation can be further suppressed. Similarly, since there is no region that hardly absorbs light, the open-circuit voltage can be improved.

【0017】表面荒さと光電変換効率の関係を調べた。
結果を図6に示す。上記表面荒さの範囲で優れた変換効
率を示す事が分かった。
The relationship between the surface roughness and the photoelectric conversion efficiency was examined.
FIG. 6 shows the results. It was found that excellent conversion efficiency was exhibited in the above range of surface roughness.

【0018】(3)数百オングストローム程度の微小領
域における下部導電層の表面の法線と、該基板主面の法
線のなす角度G(120)が15度以上、45度以下である領域
が全表面領域の80%以上とすることにより、第1のi層の
膜厚分布が小さく、膜厚が極端に薄い領域がほとんどな
いためにリーク電流が小さく、従って開放電圧が高くす
る事ができる。また光閉じ込め効果がさらに発揮される
ものである。
(3) An area where the angle G (120) between the normal to the surface of the lower conductive layer and the normal to the main surface of the substrate in a micro area of about several hundred angstroms is 15 degrees or more and 45 degrees or less. By setting it to 80% or more of the entire surface area, the thickness distribution of the first i-layer is small, and since there is almost no extremely thin area, the leak current is small, and thus the open-circuit voltage can be increased. . Further, the light confinement effect is further exhibited.

【0019】下部導電層の微小領域に対する法線と基板
主面の法線のなす角度(角度G)の分布と、「ねじり試
験」後の太陽電池の光電変換特性の関係を調べた。角度
Gは図1に示されている。図7は上記角度Gと「ねじり試
験」後の光電変換効率の関係である。角度Gの割合が80%
以下ではシャント抵抗が低下(弱い短絡状態)して光電変
換効率が低下することが分った。
The relationship between the distribution of the angle (angle G) between the normal to the minute region of the lower conductive layer and the normal to the main surface of the substrate and the photoelectric conversion characteristics of the solar cell after the “torsion test” was examined. angle
G is shown in FIG. FIG. 7 shows the relationship between the angle G and the photoelectric conversion efficiency after the “torsion test”. 80% of angle G
Below, it was found that the shunt resistance was reduced (weak short-circuit state) and the photoelectric conversion efficiency was reduced.

【0020】(4)i層中で発生した光キャリアは内部電
界によって移動するが、該内部電界は第1のドープ層と
第2のドープ層との最短距離を結ぶ直線とほぼ平行であ
る。従って、本発明ではi層に含有される柱状結晶粒の
長手方向が第1のドープ層と第2のドープ層との最短距離
を結ぶ直線がほぼ平行とし、また該柱状結晶粒の長手方
向の長さが100オングストローム以上、0.3μm以下とす
ることにより、各結晶粒の間に存在する界面を通過する
機会が少なくなるので、フィルファクター、短絡電流が
向上するものである。
(4) The photocarriers generated in the i-layer are moved by an internal electric field, and the internal electric field is substantially parallel to a straight line connecting the shortest distance between the first doped layer and the second doped layer. Therefore, in the present invention, the longitudinal direction of the columnar crystal grains contained in the i-layer is substantially parallel to the straight line connecting the shortest distance between the first doped layer and the second doped layer, and the longitudinal direction of the columnar crystal grains is When the length is not less than 100 Å and not more than 0.3 μm, the chance of passing through the interface between the crystal grains is reduced, so that the fill factor and the short-circuit current are improved.

【0021】また該界面をキャリアが通過する機会が少
なくなるので、キャリアの再結合速度を抑えることがで
きる。従って光劣化をよりいっそう抑制することができ
るものである。また柱状結晶粒の方向がほぼそろってい
るため、柱状結晶粒の界面準位が少ないものである。従
って、開放電圧を向上することができるものである。
Further, since the chance of carriers passing through the interface is reduced, the recombination speed of carriers can be suppressed. Therefore, light deterioration can be further suppressed. Further, since the directions of the columnar crystal grains are substantially aligned, the interface state of the columnar crystal grains is small. Therefore, the open-circuit voltage can be improved.

【0022】さらに単結晶シリコンに対して光の吸収係
数が高いものであり、非晶質シリコン系半導体材料に比
較して長波の光の吸収係数が高いものである。従って長
波の光(赤外光)まで有効に吸収されるので3μm程度の膜
厚でも十分な短絡電流が得られるものである。
Further, it has a higher light absorption coefficient than single crystal silicon, and has a longer wave light absorption coefficient than an amorphous silicon semiconductor material. Therefore, since long-wave light (infrared light) is effectively absorbed, a sufficient short-circuit current can be obtained even with a film thickness of about 3 μm.

【0023】また柱状結晶粒間の領域は水素を含有する
良好な非晶質シリコン系半導体材料で占有されているの
で、光キャリアがこの領域でトラップされる確率はほと
んどない。
Since the region between the columnar crystal grains is occupied by a good amorphous silicon-based semiconductor material containing hydrogen, there is almost no probability that optical carriers are trapped in this region.

【0024】また柱状結晶粒の長手方向は全体的にみて
基板主面の法線に対して10度以上、50度以下の角度を有
するものがほとんどであり、外的なねじりなどに緩和で
きるものである。従って、Roll-to-Roll法を実施する際
に長尺基板をロールに巻いても膜剥れを起こさないもの
である。そして膜剥がれを起こさないので曲面をなす基
板の上にも形成することができる。同様に平面状の基板
の上に形成した本発明の光電変換素子を湾曲させて使用
することも容易である。特に本発明の光電変換素子を太
陽電池として使用する場合、ビルの壁面などの湾曲した
平面にも使用できるものである。
In general, the longitudinal direction of the columnar crystal grains generally has an angle of 10 ° or more and 50 ° or less with respect to the normal to the main surface of the substrate. It is. Therefore, when the roll-to-roll method is performed, even if the long substrate is wound on a roll, the film does not peel off. Since film peeling does not occur, it can be formed on a substrate having a curved surface. Similarly, it is easy to use the photoelectric conversion element of the present invention formed on a planar substrate by bending it. In particular, when the photoelectric conversion element of the present invention is used as a solar cell, it can be used on a curved flat surface such as a wall surface of a building.

【0025】さらには上記のように短絡電流を向上でき
るので第1のi層をより薄膜化できるので、光劣化の向
上、生産性の向上、電力コストを削減することができ
る。
Further, since the short-circuit current can be improved as described above, the first i-layer can be made thinner, so that light deterioration, productivity can be improved, and power cost can be reduced.

【0026】(5)前記i層中に、非晶質シリコン系半導体
材料からなる微小領域が、該i層の全領域に対して50%以
下の容積比率で存在することを特徴とする。それゆえ、
第1のi層の全領域が微結晶シリコン系半導体材料からな
る光電変換素子よりも開放電圧を向上させることができ
る。
(5) The i-layer is characterized in that minute regions composed of an amorphous silicon-based semiconductor material are present in a volume ratio of 50% or less with respect to the entire region of the i-layer. therefore,
The open-circuit voltage can be improved as compared with a photoelectric conversion element in which the entire region of the first i-layer is made of a microcrystalline silicon-based semiconductor material.

【0027】また理由は不明だがリーク電流を低減でき
るので開放電圧をさらに上げることができるものであ
る。またさらに第1のi層の全領域が微結晶シリコン系半
導体材料からなる光電変換素子よりも外力に対する耐性
が向上したものである。非晶質系のSi-Siのネットワー
クの柔軟性は微結晶系Si-Siのそれよりも優れているた
め、第1のi層に含有される非晶質シリコン系半導体材料
からなる領域が外力の緩和に効くと考えられる。またさ
らに同様にして内部応力の緩和にも効くと考えられる。
Although the reason is unknown, the open circuit voltage can be further increased because the leak current can be reduced. Further, the entire area of the first i-layer has improved resistance to external force as compared with a photoelectric conversion element made of a microcrystalline silicon-based semiconductor material. Since the flexibility of the amorphous Si-Si network is superior to that of the microcrystalline Si-Si, the region composed of the amorphous silicon-based semiconductor material contained in the first i-layer has an external force. It is thought to be effective for alleviation of Further, it is considered that the internal stress is similarly reduced.

【0028】容積比率が50%以上では光劣化が大きくな
るため、a-Si/μc-Siなどのような構造を有する積層型
の素子構成とすることが望ましい。
When the volume ratio is 50% or more, light deterioration becomes large. Therefore, it is desirable to use a stacked element structure having a structure such as a-Si / μc-Si.

【0029】(6)図1bに示すようなスタックセルの場合
には、前述のpin接合103乃至105の上に第3のドープ層11
0、第2のi層111、第4のドープ層112を順次積層し、かつ
第2のi層111の膜厚が0.1μm以上、0.4μm以下であるこ
とを特徴とする。このように光入射側から順に、a-Siの
ように短波光の光の吸収係数が大きい半導体材料で第2
のi層を構成し、次にμc-Siのように長波光の光の吸収
係数が大きい半導体材料で第1のi層を構成することに
より、より広い波長域の光に対して分光感度を増加する
ことができる。
(6) In the case of a stacked cell as shown in FIG. 1B, the third doped layer 11
0, the second i-layer 111, and the fourth doped layer 112 are sequentially laminated, and the thickness of the second i-layer 111 is 0.1 μm or more and 0.4 μm or less. As described above, in order from the light incident side, the second semiconductor material having a large absorption coefficient of short-wave light such as a-Si is used.
By forming the first i-layer with a semiconductor material having a large absorption coefficient of long-wave light such as μc-Si, the spectral sensitivity to light in a wider wavelength range can be improved. Can be increased.

【0030】またさらに、第1のi層がμc-Siからなる光
電変換素子よりも開放電圧を上げることができ、光電変
換効率を向上できる。またこのように分光感度の異なる
i層を連結することにより、μc-Siからなる第2のi層
をより薄膜化できるので光導電特性のフィルファクター
(曲線因子、FF)を良くすることができる。
Further, the open-circuit voltage can be higher than that of the photoelectric conversion element in which the first i-layer is made of μc-Si, and the photoelectric conversion efficiency can be improved. Also, the spectral sensitivity is different
By connecting the i layers, the second i layer made of μc-Si can be made thinner, so that the fill factor (fill factor, FF) of the photoconductive property can be improved.

【0031】また本発明の第2のi層は膜厚が0.1μm以
上、0.4μm以下と薄いため、第2のi層にアモルファス
半導体を用いても光劣化を極力抑制することができるも
のである。
Further, since the second i-layer of the present invention has a thin film thickness of 0.1 μm or more and 0.4 μm or less, even if an amorphous semiconductor is used for the second i-layer, light deterioration can be suppressed as much as possible. is there.

【0032】またさらに、理由は明確ではないが、非晶
質シリコン系半導体材料からなる第2のi層を積層する
ことにより、光電変換素子のリーク電流を低減すること
ができる。従ってなおいっそう開放電圧を増加すること
ができるものである。
Further, although the reason is not clear, by laminating the second i-layer made of an amorphous silicon-based semiconductor material, the leak current of the photoelectric conversion element can be reduced. Therefore, the open-circuit voltage can be further increased.

【0033】特に本発明の光電変換素子を光センサー、
イメージセンサーとして使用する場合にはリーク電流の
低減は重要である。また本発明の光電変換素子を太陽電
池として使用する場合、低照度の照射光下においても高
い開放電圧を出力することができるので、例えば曇の日
や朝方、夕方などの時間帯でも発電効率が極端に落ちる
ことはない。
[0033] In particular, the photoelectric conversion element of the present invention is an optical sensor,
When used as an image sensor, it is important to reduce leakage current. In addition, when the photoelectric conversion element of the present invention is used as a solar cell, a high open-circuit voltage can be output even under low-illumination irradiation light, so that, for example, power generation efficiency can be improved even on a cloudy day, morning, or evening. It does not fall extremely.

【0034】また前述のように下部導電層は平面ではな
いため、第2のi層内部で光が干渉を起こすことがな
く、従って、光を強く吸収する領域がなく、光劣化をよ
りいっそう抑えることができる。また同様に光をほとん
ど吸収しない領域がないので、開放電圧を向上できるも
のである。
As described above, since the lower conductive layer is not planar, light does not interfere inside the second i-layer, so that there is no region that strongly absorbs light and light degradation is further suppressed. be able to. Similarly, since there is no region that hardly absorbs light, the open-circuit voltage can be improved.

【0035】(7)第1のi層の形成方法 i層104は30MHz以上、600MHz以下の周波数を有する電磁
波を用いたプラズマCVD法により、圧力が1mTorr以上、1
Torr以下、シリコン含有ガスと水素ガスを原料ガスとし
て使用し、水素ガスに対するシリコン含有ガスの割合が
0.5%以上、30%以下である条件で形成されたものである
ことを特徴とする。
(7) Method for Forming First i-Layer The i-layer 104 is formed by a plasma CVD method using an electromagnetic wave having a frequency of 30 MHz or more and 600 MHz or less.
Torr or less, a silicon-containing gas and hydrogen gas are used as source gases, and the ratio of the silicon-containing gas to the hydrogen gas is
It is characterized by being formed under the condition of not less than 0.5% and not more than 30%.

【0036】上記のような周波数を有する電磁波をプラ
ズマCVD法はRF(工業的には13.56MHzが使用されている)
プラズマCVD法よりも低圧でプラズマが生起できるた
め、気相中でのポリシランの発生をなくすことができ、
良質な微結晶シリコン系半導体材料を形成することがで
きる。
The electromagnetic wave having the above-mentioned frequency is converted into RF by plasma CVD (13.56 MHz is used industrially).
Since plasma can be generated at a lower pressure than the plasma CVD method, generation of polysilane in the gas phase can be eliminated,
A high-quality microcrystalline silicon-based semiconductor material can be formed.

【0037】また低圧でプラズマ生起できるので、プラ
ズマを拡大することができ、大面積の光電変換素子を製
造するのに非常に適している。またこれらの理由から堆
積速度を上げることができるので、スループットが上
り、工業的に有利である。またシリコンを含有するガス
を水素ガスで大量に希釈しているので、膜形成表面への
水素を含有するラジカルの供給が通常の非晶質シリコン
系半導体薄膜を形成する場合よりも多く、良質な微結晶
シリコン系半導体薄膜を形成することができる。
Further, since plasma can be generated at a low pressure, the plasma can be expanded, which is very suitable for manufacturing a large-area photoelectric conversion element. In addition, since the deposition rate can be increased for these reasons, the throughput is increased, which is industrially advantageous. In addition, since the silicon-containing gas is diluted with a large amount of hydrogen gas, the supply of hydrogen-containing radicals to the film-forming surface is larger than in the case of forming an ordinary amorphous silicon-based semiconductor thin film. A microcrystalline silicon-based semiconductor thin film can be formed.

【0038】またさらに、放電用の電極には通常、負の
セルフバイアスが発生するため高エネルギーの正のイオ
ン種が膜形成面に照射されるのを抑制することができ、
良質な微結晶シリコン系半導体薄膜を形成することがで
きる。
Further, since a negative self-bias is usually generated in the discharge electrode, it is possible to suppress the irradiation of the film formation surface with high-energy positive ion species.
A high-quality microcrystalline silicon-based semiconductor thin film can be formed.

【0039】また理由は不明だがこのような方法を用い
ることで本発明のような微結晶構造を再現性よく形成す
ることができる。またRFプラズマCVD法よりもガスの分
解効率が良いので、ガス利用効率が優れており、工業的
に有利である。
Although the reason is unknown, a microcrystalline structure as in the present invention can be formed with good reproducibility by using such a method. Further, since the gas decomposition efficiency is higher than that of the RF plasma CVD method, the gas use efficiency is excellent, which is industrially advantageous.

【0040】(8)第2のi層の形成方法 第2のi層の材料としては、非晶質シリコン系半導体材
料、例えばa-Si、a-SiC、a-SiOなどが挙げられる。特に
a-Siが優れている。また、i層をより真性にするためにB
などを添加してもよい。未結合手を補償するためのH、C
l、F原子の濃度は0.1%以上、10%以下であることが望ま
しい。この層を形成するには通常プラズマCVD法が用い
られる。中でもRFプラズマCVD法が好ましい。堆積速度
は1A/sec以上、20A/sec以下、形成温度は150℃以上、35
0℃以下、圧力は0.1Torr以上、5Torr以下であることが
望ましい。特に微結晶構造のドープ層を形成する際には
シリコン含有ガスと水素ガスを原料ガスとして使用し、
水素ガスに対するシリコン含有ガスの割合が2%以上、50
%以下である条件で形成することが望ましい。
(8) Method for Forming Second i-Layer Examples of the material for the second i-layer include amorphous silicon-based semiconductor materials, such as a-Si, a-SiC, and a-SiO. Especially
a-Si is excellent. Also, to make the i-layer more intrinsic,
Etc. may be added. H, C for compensating for dangling hands
It is desirable that the concentrations of l and F atoms are 0.1% or more and 10% or less. In order to form this layer, a plasma CVD method is usually used. Among them, the RF plasma CVD method is preferable. Deposition rate is 1A / sec or more, 20A / sec or less, formation temperature is 150 ° C or more, 35
It is desirable that the temperature is 0 ° C. or less and the pressure is 0.1 Torr or more and 5 Torr or less. Particularly, when forming a doped layer having a microcrystalline structure, a silicon-containing gas and a hydrogen gas are used as source gases,
The ratio of silicon-containing gas to hydrogen gas is 2% or more, 50
% Is desirable.

【0041】(9) 前記第1のドープ層103、第2のドープ
層105、第3のドープ層110、第4のドープ層112のうち少
なくともひとつの層は微結晶シリコン系半導体材料から
なることを特徴とする。
(9) At least one of the first doped layer 103, the second doped layer 105, the third doped layer 110, and the fourth doped layer 112 is made of a microcrystalline silicon semiconductor material. It is characterized by.

【0042】ドープ層に微結晶シリコン系半導体材料を
用いると該層のキャリア密度を上げられるため、光電変
換素子の開放電圧が向上するものである。さらには、微
結晶シリコン系半導体材料は可視光領域での吸収係数が
非晶質シリコン系半導体材料のそれよりも小さいため、
光入射側の窓層として用いた場合、短絡電流が増加する
ものである。
When a microcrystalline silicon-based semiconductor material is used for the doped layer, the carrier density of the layer can be increased, so that the open-circuit voltage of the photoelectric conversion element is improved. Furthermore, since the microcrystalline silicon-based semiconductor material has a smaller absorption coefficient in the visible light region than that of the amorphous silicon-based semiconductor material,
When used as a window layer on the light incident side, the short-circuit current increases.

【0043】またさらには第1のドープ層103、第2のド
ープ層105に微結晶シリコン系半導体材料を用いる場合
は第1のi層104との界面において急激な変化がないので
界面準位が少なく、光導電特性のフィルファクターが向
上するものである。
Further, when a microcrystalline silicon semiconductor material is used for the first doped layer 103 and the second doped layer 105, there is no abrupt change at the interface with the first i-layer 104, so that the interface state becomes low. The amount is small and the fill factor of the photoconductive property is improved.

【0044】(10) 図5のように、第1のドープ層を下部
導電層側の非晶質シリコン系半導体材料からなる層(503
a)と、第1のi層側の微結晶シリコン系半導体材料からな
る層(503b)との積層構造にすることが好ましい。第3の
ドープ層を同様の構成としてもよい。このようにドープ
層を積層構造にすることによって光電変換素子のフィル
ファクターを改善することができる。
(10) As shown in FIG. 5, the first doped layer is formed as a layer (503) made of an amorphous silicon semiconductor material on the lower conductive layer side.
It is preferable to have a laminated structure of a) and a layer (503b) made of a microcrystalline silicon-based semiconductor material on the first i-layer side. The third doped layer may have a similar configuration. The fill factor of the photoelectric conversion element can be improved by forming the doped layer in a laminated structure as described above.

【0045】(11)本発明の透明導電層の形成方法 酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム、ITO、硫化亜鉛の
中から選ばれた材料で構成される。しかし、プラズマ耐
性の高さ、表面形状の制御のしやすさ、コストの面から
酸化亜鉛または酸化錫が望ましい。
(11) The method of forming the transparent conductive layer of the present invention is made of a material selected from zinc oxide, tin oxide, indium oxide, ITO and zinc sulfide. However, zinc oxide or tin oxide is desirable in terms of high plasma resistance, easy control of the surface shape, and cost.

【0046】堆積速度の高いDCマグネトロンスパッタリ
ング法を用い、通常10(Å/sec)以上、200(Å/sec)以下
の堆積速度で形成する。また100℃以上500℃以下の温度
で形成することが重要である。特に150℃以上400℃以下
の温度が好適である。このような堆積速度、形成温度に
おいて本発明のような断面形状を有する透明導電層を得
ることができ、500nm以上の光で透過率が90%以上とな
る。また凹凸を形成するために、上記の方法で層を形成
した後に、HNO3、HF、HCl、H2SO4などの酸性溶液を用い
て基板表面を適度にエッチングしてもよい。
Using a DC magnetron sputtering method having a high deposition rate, the film is usually formed at a deposition rate of 10 (Å / sec) or more and 200 (Å / sec) or less. It is important to form at a temperature of 100 ° C. or more and 500 ° C. or less. Particularly, a temperature of 150 ° C. or more and 400 ° C. or less is preferable. At such a deposition rate and a forming temperature, a transparent conductive layer having a cross-sectional shape as in the present invention can be obtained, and the transmittance becomes 90% or more with light of 500 nm or more. Further, in order to form unevenness, after the layer is formed by the above method, the substrate surface may be appropriately etched using an acidic solution such as HNO3, HF, HCl, or H2SO4.

【0047】以下その他の構成要素を説明する。Hereinafter, other components will be described.

【0048】(基板)基板101としては、金属、樹脂、ガ
ラス、セラミクス、半導体バルク等が用いられる。その
表面には微細な凹凸を有していてもよい。また、長尺の
形状とすることによって連続成膜に対応させることが出
来る。特にステンレス、ポリイミド等は可撓性を有する
ため好適である。
(Substrate) As the substrate 101, metal, resin, glass, ceramics, semiconductor bulk, and the like are used. The surface may have fine irregularities. In addition, by adopting a long shape, continuous film formation can be supported. Particularly, stainless steel, polyimide, and the like are preferable because they have flexibility.

【0049】(反射層)反射層102aは電極としての
役割と、基板にまで到達した光を反射して半導体層で再
利用させる反射層としての役割がある。Al、Cu、Ag、Au
などを蒸着、スパッタ、めっき、印刷等の方法で形成す
る。
(Reflection Layer) The reflection layer 102a has a role as an electrode and a role as a reflection layer that reflects light reaching the substrate and reuses it in the semiconductor layer. Al, Cu, Ag, Au
Are formed by a method such as vapor deposition, sputtering, plating, and printing.

【0050】その表面に凹凸を有することにより反射光
の半導体層内での光路長を延ばし、短絡電流を増大させ
る作用がある。
The surface having irregularities has the effect of extending the optical path length of the reflected light in the semiconductor layer and increasing the short-circuit current.

【0051】基板が導電性を有する場合には反射層は形
成しなくてもよい。
When the substrate has conductivity, the reflective layer need not be formed.

【0052】(上部透明電極)上部透明電極106はその
膜厚を適当に設定することにより反射防止膜の役割をか
ねることが出来る。
(Upper Transparent Electrode) The upper transparent electrode 106 can also function as an antireflection film by appropriately setting its film thickness.

【0053】透明電極106はITO、ZnO、InO3等の材料
を、蒸着、CVD、スプレー、スピンオン、浸漬などの方
法を用いて形成される。これらの化合物に導電率を変化
させる物質を含有してもよい。
The transparent electrode 106 is formed of a material such as ITO, ZnO, InO3, etc. by using a method such as vapor deposition, CVD, spray, spin-on, and immersion. These compounds may contain a substance that changes electric conductivity.

【0054】(集電電極)集電電極107は集電効率を向
上させるために設けられる。その形成方法として、マス
クを用いてスパッタによって電極パターンの金属を形成
する方法や、導電性ペーストあるいは半田ペーストを印
刷する方法、金属線を導電性ペーストで固着する方法な
どがある。銅ワイヤを用いた例を図3に示す。細い銅ワ
イヤの周囲に銀クラッド層を形成する。この層は銅ワイ
ヤとの接触抵抗を低減する機能を有する。さらに銀クラ
ッド層の周囲にアクリル樹脂をバインダーとしたカーボ
ンペーストの層を形成する。この層は上部透明電極との
密着性を維持する機能を有しかつ銀クラッド層との接触
抵抗を低減する機能を有する。また銀クラッド層中の銀
が光起電力層中に拡散することを防止する機能を有す
る。
(Current Collecting Electrode) The current collecting electrode 107 is provided to improve current collecting efficiency. As a forming method, there are a method of forming a metal of an electrode pattern by sputtering using a mask, a method of printing a conductive paste or a solder paste, and a method of fixing a metal wire with a conductive paste. FIG. 3 shows an example using a copper wire. A silver cladding layer is formed around a thin copper wire. This layer has a function of reducing the contact resistance with the copper wire. Further, a layer of carbon paste using an acrylic resin as a binder is formed around the silver clad layer. This layer has the function of maintaining the adhesion to the upper transparent electrode and the function of reducing the contact resistance with the silver clad layer. It also has a function of preventing silver in the silver cladding layer from diffusing into the photovoltaic layer.

【0055】さらに電力取り出しのためのバスバー等が
図13のように形成される。素子の表面に複数の集電電極
が交差することなく配置され、その一端を108のバスバ
ーと電気的に接触させる。108のバスバーは107の上に形
成され、Cu板などの導電率のよい金属材料を用いる。ま
たバスバーと上部透明電極との間には絶縁性の両面テー
プを配して上部透明電極と密着させる。
Further, a bus bar or the like for taking out power is formed as shown in FIG. A plurality of collecting electrodes are arranged on the surface of the element without crossing, and one end of the collecting electrode is brought into electrical contact with the bus bar of 108. The busbar 108 is formed on the 107 and uses a metal material having good conductivity such as a Cu plate. Also, an insulating double-sided tape is disposed between the bus bar and the upper transparent electrode to make it adhere to the upper transparent electrode.

【0056】図4は本発明の光電変換素子をモジュール
化する一例を示したものである。図4のように複数の光
電変換素子を直列化し、各光電変換素子とは並列に406
のバイパスダイオードを接続したもので、ひとつの光電
変換素子が影となった場合でも他の光電変換素子から発
生する全電圧がこの光電変換素子に印加されることはな
い。また本発明の光電変換モジュールは図4のように各
部材を配した後フッ素樹脂と支持基板によって封止する
ので水蒸気の侵入を抑制することができる。
FIG. 4 shows an example of modularizing the photoelectric conversion element of the present invention. A plurality of photoelectric conversion elements are serialized as shown in FIG.
In the case where one photoelectric conversion element is shaded, all voltages generated from other photoelectric conversion elements are not applied to this photoelectric conversion element. Further, since the photoelectric conversion module of the present invention is sealed with the fluororesin and the support substrate after arranging the respective members as shown in FIG. 4, the invasion of water vapor can be suppressed.

【0057】[0057]

【実施例】以下に光電変換素子として太陽電池を例に挙
げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定
されるものではない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below by taking a solar cell as an example of a photoelectric conversion element, but the present invention is not limited to this.

【0058】(実施例1)p-i-n接合をひとつ有する図1aの
太陽電池を作製した。具体的には、基板 ステンレス(SU
S430 10×10cm2 厚さ0.2mm) / 反射層 Ag / 透明導電層
ZnO / 第1のドープ層 a-Si:H:P / 第1のi層 μc-Si:H
/ 第2のドープ層 μc-Si:H:B / 上部透明電極 ITO / 集
電電極 Cuワイヤー/Ag/C (第3図)の材料で構成された太
陽電池を作製した。
Example 1 The solar cell of FIG. 1A having one pin junction was manufactured. Specifically, the substrate stainless steel (SU
S430 10 × 10cm2 0.2mm thick) / reflective layer Ag / transparent conductive layer
ZnO / first doped layer a-Si: H: P / first i layer μc-Si: H
/ Second doped layer μc-Si: H: B / Upper transparent electrode ITO / Current collector electrode A solar cell composed of Cu wire / Ag / C (FIG. 3) was produced.

【0059】ここで反射層、透明導電層は図8の装置を
用いてスパッタリング法で形成し、光起電力層は図9の
装置を用いて形成し、第1のi層は周波数500MHzの高周波
を用いたプラズマCVD法で、ドープ層はRFプラズマCVD法
で形成し、上部透明電極層はスパッタリング法で形成し
た。
Here, the reflective layer and the transparent conductive layer are formed by the sputtering method using the apparatus shown in FIG. 8, the photovoltaic layer is formed using the apparatus shown in FIG. 9, and the first i-layer is a high frequency of 500 MHz. , A doped layer was formed by an RF plasma CVD method, and an upper transparent electrode layer was formed by a sputtering method.

【0060】以下にスパッタリング法を用いた下部導電
層、反射層、透明導電層の形成手順を述べる。図8はス
パッタエッチングとDCマグネトロンスパッタリング法を
実施できる装置で、801は円筒形の堆積室、802は基板ホ
ルダー、803は基板、804はヒーター、805はマッチング
ボックス、806はRF電源、807は反射層形成用の金属ター
ゲット、808は透明導電層形成用のターゲット、810、81
1はDC電源、813、814はシャッター、816は排気管、817
はガス導入管、818は回転軸、819はプラズマである。こ
の他に、不図示ではあるがガス導入管817に接続された
ガス供給装置と、排気管816に接続された真空ポンプが
ある。821は排気方向を示す矢印である。まず、酸洗
浄、有機洗浄された基板803を円板状の基板ホルダーに
取り付け、この円板状基板ホルダーの中心軸である回転
軸818を回転させる。不図示の油拡散ポンプ/ローターリ
ーポンプを用いて堆積室内部を5×10E-6Torrまで真空排
気し、ガス導入管からArを導入し、806のRF電源からRF
電力を堆積室内部に導入し、Arプラズマを生起する。80
5のマッチング回路を調整して、反射電力が最小になる
ようにする。この際、基板はスパッタエッチング(逆ス
パッタ)され、さらに清浄な表面になる。次に、反射層
の形成温度になるようにヒーターを設定し、所定の温度
になったら、810のDC電源を入れ、Arプラズマ819を生起
し、シャッター813を開け、反射層が所定の膜厚だけ形
成されたら、シャッターを閉じ、DC電源を切る。次に、
透明導電層の形成温度になるようにヒーターを設定し、
所定の温度になったら、811のDC電源を入れ、Arプラズ
マを生起し、シャッター814を開け、透明導電層が所定
の膜厚だけ形成されたら、シャッターを閉じ、DC電源を
切る。
The procedure for forming the lower conductive layer, the reflective layer, and the transparent conductive layer using the sputtering method will be described below. Fig. 8 shows an apparatus that can perform sputter etching and DC magnetron sputtering. 801 is a cylindrical deposition chamber, 802 is a substrate holder, 803 is a substrate, 804 is a heater, 805 is a matching box, 806 is an RF power supply, and 807 is a reflection. Metal target for forming a layer, 808 is a target for forming a transparent conductive layer, 810, 81
1 is DC power supply, 813 and 814 are shutters, 816 is exhaust pipe, 817
Is a gas introduction pipe, 818 is a rotation axis, and 819 is a plasma. In addition, although not shown, there are a gas supply device connected to the gas introduction pipe 817 and a vacuum pump connected to the exhaust pipe 816. An arrow 821 indicates the exhaust direction. First, the acid-washed and organic-washed substrate 803 is attached to a disk-shaped substrate holder, and a rotation shaft 818, which is the central axis of the disk-shaped substrate holder, is rotated. The inside of the deposition chamber was evacuated to 5 × 10E-6 Torr using an oil diffusion pump / rotary pump (not shown), Ar was introduced from a gas introduction pipe, and RF power was supplied from RF power source 806.
Electric power is introduced into the deposition chamber to generate Ar plasma. 80
Adjust the matching circuit in Step 5 to minimize the reflected power. At this time, the substrate is sputter-etched (reverse-sputtered) to have a more clean surface. Next, the heater is set to the temperature at which the reflective layer is formed. When the temperature reaches the predetermined temperature, the DC power supply of 810 is turned on, Ar plasma 819 is generated, the shutter 813 is opened, and the reflective layer has a predetermined film thickness. Once only formed, close the shutter and turn off DC power. next,
Set the heater so that it becomes the formation temperature of the transparent conductive layer,
When the temperature reaches a predetermined temperature, the DC power supply of 811 is turned on, Ar plasma is generated, the shutter 814 is opened, and when the transparent conductive layer is formed to a predetermined thickness, the shutter is closed and the DC power supply is turned off.

【0061】図9はプラズマCVD法を実施することのでき
る装置で、901は反応室、902は下部導電層が形成された
基板、903はヒーター、904はコンダクタンスバルブ、90
8は高周波電極、909はマッチング回路を内蔵する高周波
電源(500MHz)、910はプラズマ、911はシャッター、914
は排気管、915はガス導入管である。913は排気方向、91
6はガス導入方向を示すものである。図には示していな
いが、油拡散ポンプ/ローターリーポンプなどの真空ポ
ンプが図の排気管に接続され、ガス導入装置が図のガス
導入管に接続されている。プラズマCVD装置は以上で構
成される。
FIG. 9 shows an apparatus capable of carrying out a plasma CVD method. Reference numeral 901 denotes a reaction chamber; 902, a substrate on which a lower conductive layer is formed; 903, a heater; 904, a conductance valve;
8 is a high-frequency electrode, 909 is a high-frequency power supply (500 MHz) with a built-in matching circuit, 910 is plasma, 911 is a shutter, 914
Denotes an exhaust pipe, and 915 denotes a gas introduction pipe. 913 is the exhaust direction, 91
6 indicates the gas introduction direction. Although not shown in the figure, a vacuum pump such as an oil diffusion pump / rotary pump is connected to the exhaust pipe in the figure, and the gas introduction device is connected to the gas introduction pipe in the figure. The plasma CVD apparatus is configured as described above.

【0062】このプラズマCVD装置を用いて、実際の層
形成を行なうには、以下の手順でおこなう。まず、下部
導電層を形成した基板902を反応室901内部のヒーター90
3に取り付け、反応室内部の圧力が1×10E-4Torr以下に
なるように油拡散ポンプ/ローターリーポンプなどの真
空ポンプで排気する。圧力が1×10E-4Torr以下になった
らH2、Heなどのガスをガス導入管915から反応室に導入
し、ヒーターを入れ、基板902が所望の温度になるよう
に設定する。基板の温度が安定したところで、ガス導入
管から原料ガスを導入し、高周波電源909を入れ、高周
波電極908から高周波電力を反応室内部に導入する。プ
ラズマ910が生起したところで所望の圧力になるように
コンダクタンスバルブ904を調整する。その際、マッチ
ング回路を調整し、反射電力が最小にするのがよい。次
に、シャッター911を開け、所望の膜厚を有する層が形
成されたところでシャッターを閉じ、高周波電力の導
入、原料ガスの導入を止め、次の層を形成する準備をす
る。この装置でRFプラズマCVD法を行なうには上記の高
周波電源909の代わりにRF電源(13.56MHz)を接続し、RF
電力を導入してプラズマを生起すればよい。
In order to actually form a layer using this plasma CVD apparatus, the following procedure is performed. First, the substrate 902 on which the lower conductive layer is formed is heated by the heater 90 inside the reaction chamber 901.
3 and evacuate with a vacuum pump such as an oil diffusion pump / rotary pump so that the pressure inside the reaction chamber is 1 × 10E-4 Torr or less. When the pressure becomes 1 × 10E-4 Torr or less, gases such as H2 and He are introduced into the reaction chamber from the gas introduction pipe 915, a heater is turned on, and the substrate 902 is set to a desired temperature. When the temperature of the substrate is stabilized, a source gas is introduced from a gas introduction tube, a high-frequency power source 909 is turned on, and high-frequency power is introduced from a high-frequency electrode 908 into the reaction chamber. The conductance valve 904 is adjusted so that a desired pressure is obtained when the plasma 910 is generated. At this time, it is preferable to adjust the matching circuit so that the reflected power is minimized. Next, the shutter 911 is opened, and when a layer having a desired film thickness is formed, the shutter is closed. The introduction of high-frequency power and the introduction of source gas are stopped, and preparations are made to form the next layer. To perform RF plasma CVD with this device, connect an RF power supply (13.56 MHz) instead of the high-frequency power supply 909, and
The plasma may be generated by applying electric power.

【0063】具体的な条件を表1に示す。Table 1 shows specific conditions.

【0064】[0064]

【表1】 [Table 1]

【0065】図13に示すように、上部透明電極(ITO)
まで形成した基板の一辺に絶縁性両面テープを貼り、図
3に示すCuワイヤー、Agクラッド層、カーボンペースト
からなる集電電極の一端を該両面テープに固着し、更に
該集電電極の上から該両面テープにバスバーを固着し、
全体を加熱してカーボンペーストを融着させ、集電電極
とバスバーを固定した。
As shown in FIG. 13, the upper transparent electrode (ITO)
Apply an insulating double-sided tape to one side of the substrate
Cu wire shown in 3, Ag clad layer, one end of the collecting electrode made of carbon paste is fixed to the double-sided tape, and further, a bus bar is fixed to the double-sided tape from above the collecting electrode.
The whole was heated to fuse the carbon paste, and the current collecting electrode and the bus bar were fixed.

【0066】この太陽電池(実1)と同じものを数枚作製
した。そのひとつの断面形状を透過型電子顕微鏡(TEM)
で観察したところ第1のi層は第1図な柱状結晶粒の長手
方向は前記基板の法線方向に対して傾いて配置している
構造のが形成されていることが分った。また下部導電層
(透明導電層及び反射層)の表面粗さRaを測定したとこ
ろ、長さ50μmあたりの平均は0.32μmであることが分っ
た。また角度G(下部導電層の微小領域の法線と基板主面
の法線がなす角度)が15度以上、45度以下である割合を
計数したところ91%であった。また角度Fが20度以下であ
る柱状結晶粒全体容積のi層全体容積に対する割合Kは90
%だった。
Several solar cells (actual 1) were manufactured. Transmission electron microscope (TEM)
As a result, it was found that the first i-layer had a structure in which the longitudinal direction of the columnar crystal grains shown in FIG. 1 was inclined with respect to the normal direction of the substrate. Also the lower conductive layer
When the surface roughness Ra of the (transparent conductive layer and reflective layer) was measured, it was found that the average per 50 μm length was 0.32 μm. The ratio of the angle G (the angle between the normal to the minute region of the lower conductive layer and the normal to the main surface of the substrate) of 15 degrees or more and 45 degrees or less was 91%. The ratio K of the total volume of the columnar crystal grains whose angle F is 20 degrees or less to the total volume of the i-layer is 90.
%was.

【0067】(比較例1)下部導電層として、透明導電層
は設けずに通常のスパッタリング法を用いてほぼ平面状
のAgのみを形成し、図2の断面形状を有する太陽電池を
作製した。また第1のi層はRFプラズマCVD法を用いて表1
bに示す条件で形成した。それ以外は実施例1と同様な太
陽電池(図2の光電変換素子)を作製した。
Comparative Example 1 As a lower conductive layer, only a substantially flat Ag was formed using a normal sputtering method without providing a transparent conductive layer, and a solar cell having the cross-sectional shape of FIG. 2 was manufactured. In addition, the first i-layer was formed using RF plasma CVD as shown in Table 1.
It formed under the conditions shown in b. Otherwise, a solar cell (the photoelectric conversion element in FIG. 2) similar to that in Example 1 was produced.

【0068】形成条件を表2に示す。Table 2 shows the forming conditions.

【0069】[0069]

【表2】 [Table 2]

【0070】この太陽電池(比1)と同じものを数枚作製
した。そのひとつの断面形状を透過型電子顕微鏡(TEM)
で観察したところ第1のi層は第2図のように柱状微結晶
シリコンが形成されていることが分った。また下部導電
層の表面粗さRaを測定したところ、長さ50μmあたりの
平均は0.02μmであることが分った。
Several pieces of the same solar cell (comparative 1) were produced. Transmission electron microscope (TEM)
As a result, it was found that columnar microcrystalline silicon was formed in the first i-layer as shown in FIG. Also, when the surface roughness Ra of the lower conductive layer was measured, it was found that the average per 50 μm length was 0.02 μm.

【0071】まず、実施例1の太陽電池(実1)と比較例1
(比1)の太陽電池の初期特性(光導電特性、リーク電流、
低照度開放電圧)を測定した。
First, the solar cell of Example 1 (actual 1) and the comparative example 1
(Ratio 1) of the initial characteristics of the solar cell (photoconductive characteristics, leakage current,
(Low illuminance open voltage) was measured.

【0072】ソーラーシュミレーター(AM1.5 100mW/cm2
表面温度25℃)を用いて光電変換効率、開放電圧、短絡
光電流を測定したところ、本発明の光電変換素子がそれ
ぞれ1.29倍、1.04倍、1.23倍優れていた。
Solar simulator (AM1.5 100mW / cm2
When the photoelectric conversion efficiency, open-circuit voltage, and short-circuit photocurrent were measured using a surface temperature of 25 ° C.), the photoelectric conversion device of the present invention was 1.29 times, 1.04 times, and 1.23 times superior, respectively.

【0073】次に、照度500ルクス程度の蛍光灯下(低照
度)における開放電圧を測定したところ、(実1)の太陽電
池のほうが(比1)のものよりも1.2倍優れていることが分
った。暗所において逆バイアスを印加し、リーク電流を
測定したところ、本発明の太陽電池(実1)のリーク電流
は比較例1(比1)の約8分の1程度と小さく優れていること
が分った。
Next, when the open-circuit voltage was measured under a fluorescent lamp with an illuminance of about 500 lux (low illuminance), it was found that the solar cell of (actual 1) was 1.2 times better than that of (ratio 1). I understand. When a reverse bias was applied in a dark place and the leak current was measured, the leak current of the solar cell (actual 1) of the present invention was as excellent as about 1/8 of the comparative example 1 (ratio 1), which was excellent. I understand.

【0074】次に(実1)、(比1)の太陽電池の光照射試験
を行なった。上記のシュミレーター(AM1.5 100mW/cm2
表面温度50℃)に1000時間暴露させところ、ともに試験
後の外観不良は見いだされなかった。
Next, a light irradiation test was performed on the solar cells of (actual 1) and (ratio 1). The above simulator (AM1.5 100mW / cm2
Exposure to a surface temperature of 50 ° C.) for 1,000 hours revealed no appearance defects after the test.

【0075】光照射試験後の光電変換効率、開放電圧、
短絡光電流、低照度の開放電圧、リーク電流を測定した
ところ、低照度の開放電圧、リーク電流の試験前後での
低下に差が見られた。
The photoelectric conversion efficiency after the light irradiation test, the open-circuit voltage,
When the short-circuit photocurrent, the open voltage at low illuminance, and the leak current were measured, differences were found in the decrease in the open voltage at low illuminance and the leak current before and after the test.

【0076】試験前後における低照度の開放電圧比 (試
験後の低照度開放電圧 / 試験前の低照度開放電圧)は
(実1)では0.95、(比1)では0.92であった。さらに試験前
後におけるリーク電流の比 (試験後のリーク電流 / 試
験前のリーク電流)は(実1)では1.2、(比1)では2.2であ
った。
The open voltage ratio of low illuminance before and after the test (low illuminance open voltage after the test / low illuminance open voltage before the test) is
It was 0.95 for (actual 1) and 0.92 for (ratio 1). Furthermore, the ratio of the leak current before and after the test (the leak current after the test / the leak current before the test) was 1.2 in (actual 1) and 2.2 in (ratio 1).

【0077】以上のように本発明の光電変換素子は従来
の光電変換素子に対して優れていることが分った。
As described above, the photoelectric conversion device of the present invention was found to be superior to the conventional photoelectric conversion device.

【0078】さらに前述の「ねじり試験」を行った。二
つの太陽電池には試験後の外観不良は見いだされなかっ
た。
Further, the aforementioned “torsion test” was performed. No appearance defect was found in the two solar cells after the test.

【0079】ねじり試験後の光電変換効率、開放電圧、
短絡光電流、低照度の開放電圧、リーク電流を測定した
ところ、光電変換効率、開放電圧、低照度の開放電圧、
リーク電流の試験前後での低下に差が見られた。
The photoelectric conversion efficiency after the torsion test, the open voltage,
When short-circuit photocurrent, open voltage at low illuminance, and leakage current were measured, photoelectric conversion efficiency, open voltage, open voltage at low illuminance,
There was a difference in the decrease in the leakage current before and after the test.

【0080】試験前後における光電変換効率の比 (試験
後の光電変換効率 / 試験前の光電変換効率)は(実1)で
は0.98、(比1)では0.70であった。試験前後における開
放電圧の比 (試験後の開放電圧 / 試験前の開放電圧)は
(実1)では0.99、(比1)では0.84であった。
The ratio of the photoelectric conversion efficiency before and after the test (photoelectric conversion efficiency after test / photoelectric conversion efficiency before test) was 0.98 in (actual 1) and 0.70 in (ratio 1). The ratio of the open-circuit voltage before and after the test (open-circuit voltage after the test / open-circuit voltage before the test) is
It was 0.99 in (actual 1) and 0.84 in (ratio 1).

【0081】また試験前後における低照度の開放電圧比
(試験後の低照度開放電圧 / 試験前の低照度開放電圧)
は(実1)では0.96、(比1)では0.87であった。
The open-circuit voltage ratio at low illuminance before and after the test
(Low illumination open voltage after test / Low illumination open voltage before test)
Was 0.96 for (actual 1) and 0.87 for (ratio 1).

【0082】さらに試験前後におけるリーク電流の比
(試験後のリーク電流 / 試験前のリーク電流)は(実1)で
は1.1、(比1)では3.1であった。
Further, the ratio of the leak current before and after the test
(Leak current after test / leak current before test) was 1.1 in (actual 1) and 3.1 in (ratio 1).

【0083】以上のように本発明の光電変換素子は従来
の光電変換素子に対して優れていることが分った。
As described above, the photoelectric conversion device of the present invention was found to be superior to the conventional photoelectric conversion device.

【0084】同様に結晶系太陽電池関連のJIS C 8917に
記載の降ひょう試験を行なった。氷球の直径は25mm、終
速度23m/secの条件で10回、万遍なく落下させた。試験
後上記と同様な評価を行なったところ(実1)の太陽電池
は同様に(比1)の太陽電池よりも優れていることが分っ
た。
Similarly, a hail test described in JIS C 8917 relating to crystalline solar cells was performed. The ice ball was dropped 10 times uniformly under the conditions of a diameter of 25 mm and a final speed of 23 m / sec. After the test, the same evaluation as described above was performed, and it was found that the solar cell of (actual 1) was similarly superior to the solar cell of (ratio 1).

【0085】(実施例2)他の実施形態の例として、図1-b
の太陽電池を作製した。具体的には、基板 ステンレス
(SUS430 10×10cm2 厚さ0.2mm) / 反射層 Al / 透明導
電層 ZnO / 第1のドープ層 a-Si:H:P / 第1のi層 μc-S
i:H / 第2のドープ層 μc-Si:H:B / 第3のドープ層 a-S
i:H:P / 第2のi層 a-Si:H / 第4のドープ層 μc-Si:H:B
/上部透明電極 ITO / 集電電極 Cuワイヤー/Ag/C の材
料で構成された太陽電池(実2)をいくつか作製した。
(Example 2) As an example of another embodiment, FIG.
Was manufactured. Specifically, the substrate stainless steel
(SUS430 10 × 10cm2 0.2mm thick) / Reflective layer Al / Transparent conductive layer ZnO / First doped layer a-Si: H: P / First i layer μc-S
i: H / second doped layer μc-Si: H: B / third doped layer aS
i: H: P / 2nd i-layer a-Si: H / 4th doped layer μc-Si: H: B
Several solar cells (actual 2) composed of the material of / top transparent electrode ITO / collecting electrode Cu wire / Ag / C were fabricated.

【0086】形成条件を表3に示す。Table 3 shows the forming conditions.

【0087】[0087]

【表3】 [Table 3]

【0088】この太陽電池の断面をTEMで観察したとこ
ろ、第1のi層は図1-bのような微結晶構造になっている
ことが分かった。また下部導電層(透明導電層/反射層)
の表面粗さRaを測定したところ、長さ50μmあたりの平
均は0.29μmであることが分った。また角度G(下部導電
層の微小領域の法線と基板主面の法線がなす角度)が15
度以上、45度以下である割合を計数したところ93%であ
った。また角度Fが20度以下である柱状結晶粒全体容積
の第1のi層全体容積に対する割合Kは94%だった。
When the cross section of this solar cell was observed with a TEM, it was found that the first i-layer had a microcrystalline structure as shown in FIG. 1-b. Lower conductive layer (transparent conductive layer / reflective layer)
The surface roughness Ra was measured, and it was found that the average per 50 μm length was 0.29 μm. In addition, the angle G (the angle between the normal to the small area of the lower conductive layer and the normal to the main surface of the substrate) is 15
When the ratio of not less than 45 degrees and not more than 45 degrees was counted, it was 93%. The ratio K of the total volume of columnar crystal grains having an angle F of 20 degrees or less to the total volume of the first i-layer was 94%.

【0089】(比較例2)図2のような構成を有する比較例
1(表1b)の太陽電池において第2のドープ層と上部透明電
極の間に実施例2と同様な第3のドープ層、第2のi層、第
4のドープ層を積層し、光電変換素子(比2)をいくつか作
製した。この太陽電池の断面をTEMで観察したところ、
第1のi層は図2のような微結晶構造になっていることが
分かった。実施例1と同様な測定、および試験を行なっ
たところ、(実2)の太陽電池は(比2)の太陽電池よりも優
れていることが分った。
(Comparative Example 2) A comparative example having a configuration as shown in FIG.
In the solar cell 1 (Table 1b), between the second doped layer and the upper transparent electrode, the same third doped layer as in Example 2, the second i-layer,
Four doped layers were stacked to produce several photoelectric conversion elements (ratio 2). When the cross section of this solar cell was observed by TEM,
It was found that the first i-layer had a microcrystalline structure as shown in FIG. The same measurements and tests as in Example 1 were performed, and it was found that the solar cell of (Example 2) was superior to the solar cell of (Comparative 2).

【0090】(実施例3)基板には長尺シートを用い、生
産性の高いRoll-to-Roll方式で反射層、透明導電層を順
次形成した。さらに、光起電力層、上部透明電極を形成
する際にもRoll-to-Roll方式を採用した。以下にその詳
細を説明する。
Example 3 A long sheet was used as a substrate, and a reflective layer and a transparent conductive layer were sequentially formed by a roll-to-roll method with high productivity. In addition, a roll-to-roll method was used for forming the photovoltaic layer and the upper transparent electrode. The details will be described below.

【0091】図10の装置1000は可とう性(柔軟性)を有す
る長尺シート状の基板1001の表面上にいくつかの薄膜を
真空中で連続的に形成することのできる薄膜形成装置で
ある。1001はステンレスなどの可とう性を有する長尺基
板、1008はこの基板をロール状に巻きつけた送り出しロ
ール、1009は該基板を巻き取る巻き取りロール、1002は
送り出しロールを内部に固定することのできる真空容器
で、配管1018を介してロータリーポンプなどの真空ポン
プ1016が接続されている。同様に巻き取りロール1009は
真空容器1007に固定され、真空ポンプが接続されてい
る。
The apparatus 1000 shown in FIG. 10 is a thin film forming apparatus capable of continuously forming several thin films in a vacuum on the surface of a long sheet-like substrate 1001 having flexibility (flexibility). . 1001 is a long substrate having flexibility such as stainless steel, 1008 is a delivery roll wound around the substrate in a roll shape, 1009 is a take-up roll for winding the substrate, and 1002 is a portion for fixing the delivery roll inside. A vacuum vessel that can be connected to a vacuum pump 1016 such as a rotary pump via a pipe 1018. Similarly, the take-up roll 1009 is fixed to the vacuum container 1007, and a vacuum pump is connected.

【0092】真空容器1002と1007の間にはガスゲート10
21と呼ばれる基板の通路と、DCマグネトロンスパッタリ
ング法によって所望の薄膜を形成する真空容器1003、10
04、1005、1006が図10のように接続されている。ガスゲ
ート1021には図のようにガス導入管1010を接続してAr等
の掃気用ガス1011を流入させ、異なる種類の薄膜を形成
する真空容器の間でガスの相互拡散が起こらないように
することができる。そのため良好な接合を形成できるも
のである。ガスゲートは各真空容器の間に接続されてい
るが連続する真空容器で同じ薄膜を形成する場合にはガ
スゲートをその間に具備する必要はない。
A gas gate 10 is provided between the vacuum vessels 1002 and 1007.
A substrate passage called 21 and vacuum vessels 1003 and 10 for forming a desired thin film by DC magnetron sputtering.
04, 1005, and 1006 are connected as shown in FIG. A gas introduction pipe 1010 is connected to the gas gate 1021 as shown in the figure so that a scavenging gas 1011 such as Ar flows into the gas gate 1021 so that mutual diffusion of gases does not occur between vacuum containers forming different types of thin films. Can be. Therefore, good bonding can be formed. The gas gate is connected between the vacuum vessels. However, when the same thin film is formed in a continuous vacuum vessel, it is not necessary to provide a gas gate between them.

【0093】真空容器1003、1004、1005、1006には配管
1019を通して拡散ポンプ1017が接続され、さらに配管を
通してロータリーポンプなどの真空ポンプが接続されて
いる。さらに真空容器1003、1004、1005、1006の内部に
は基板を加熱するヒーター1014、所望の薄膜を形成する
ためのターゲット1023、磁石を内蔵した電極1013、スパ
ッタリング用のガス1022を導入するためのガス導入管10
20が具備されている。また各電極にはDC電源1012が接続
されている。
[0093] Piping is applied to the vacuum vessels 1003, 1004, 1005, and 1006.
A diffusion pump 1017 is connected through 1019, and a vacuum pump such as a rotary pump is connected through piping. Further, inside the vacuum vessels 1003, 1004, 1005, and 1006, a heater 1014 for heating the substrate, a target 1023 for forming a desired thin film, an electrode 1013 with a built-in magnet, and a gas for introducing a gas 1022 for sputtering. Introductory tube 10
20 are provided. A DC power supply 1012 is connected to each electrode.

【0094】以下にこの装置の使用方法を述べる。まず
ステンレスなどの可とう性を有する長尺基板を巻いた送
り出しロール1008を真空容器1002内に固定し、基板先端
を各ガスゲート、真空容器1003、1004、1005、1006を通
して真空容器1007内部に固定された巻き取りロール1009
に巻き付ける。
The method of using this device will be described below. First, a delivery roll 1008 wound around a flexible long substrate such as stainless steel is fixed in the vacuum container 1002, and the substrate tip is fixed inside the vacuum container 1007 through each gas gate, vacuum containers 1003, 1004, 1005, 1006. Take-up roll 1009
Wrap around.

【0095】各真空ポンプを起動し各真空容器の内圧が
数mTorrになるまで真空排気する。ガス導入管1010からA
rガスを、1020からは所望のガスを導入し、各ヒーター
電源を入れ、基板を矢印1024の方向に搬送する。基板の
温度が一定になったところで各DC電源を入れ、真空容器
1003、1004、1005、1006の中でプラズマ1015を生起し、
所望の薄膜を形成する。
[0095] Each vacuum pump is started up and evacuated until the internal pressure of each vacuum vessel becomes several mTorr. Gas inlet pipe 1010 to A
As for r gas, a desired gas is introduced from 1020, each heater is turned on, and the substrate is transported in the direction of arrow 1024. When the substrate temperature becomes constant, turn on each DC power supply and
Generate plasma 1015 in 1003, 1004, 1005, 1006,
Form a desired thin film.

【0096】基板の終端部にさしかかったら搬送を止
め、各DC電源、各ヒーター電源を切り、基板を冷却す
る。基板の温度が室温程度になったら各真空容器をリー
クし、巻き取りロールを取りだす。
When the substrate reaches the end of the substrate, the transport is stopped, each DC power supply and each heater power supply are turned off, and the substrate is cooled. When the temperature of the substrate becomes about room temperature, leak each vacuum container and take out the take-up roll.

【0097】厚さ0.15mmのステンレス基板(SUS430)を使
用し、上記の方法で、表3に示す条件で反射層、透明導
電層を連続的に形成した。この下部導電層(透明導電層/
反射層)の断面形状をSEMで観察したところ、図1のよう
な形状をなしていることが分った。また長さ50μmあた
りの平均表面粗さRaは0.35μmであった。また角度Gが15
度以上、45度以下である割合を計数したところ90%であ
った。
Using a stainless steel substrate (SUS430) having a thickness of 0.15 mm, a reflective layer and a transparent conductive layer were continuously formed by the above method under the conditions shown in Table 3. This lower conductive layer (transparent conductive layer /
When the cross-sectional shape of the (reflective layer) was observed by SEM, it was found that the cross-sectional shape was as shown in FIG. The average surface roughness Ra per 50 μm length was 0.35 μm. Angle G is 15
When the ratio of not less than 45 degrees and not more than 45 degrees was counted, it was 90%.

【0098】次にRoll-to-Roll方式を用いて透明導電層
の上に光起電力層を形成する装置を詳細に説明する。図
11の装置は長尺基板上に6層からなる光起電力層を連続
的に形成する装置であり、一部の真空容器は図から省略
した。1101は下部導電層を形成した長尺基板、1108はこ
の基板をロール状に巻きつけた送り出しロール、1109は
該基板を巻き取る巻き取りロール、1102は送り出しロー
ルを内部に固定することのできる真空容器で、配管1118
を介してロータリーポンプなどの真空ポンプ1116が接続
されている。同様に巻き取りロール1109は真空容器1107
に固定され、真空ポンプが接続されている。真空容器11
02と1107の間には、所望の薄膜を形成する真空容器1103
-a、1104、1103-b(不図示)、1103-c(不図示)、1103-d、
1103-eが順次配置され、各真空容器の間にガスゲート11
21が接続されている。各ガスゲート1121には図のように
ガス導入管1110を接続してAr、H2、He等の掃気用ガス11
11を流入させ、異なる種類の薄膜を形成する真空容器の
間でガスの相互拡散が起こらないようにすることができ
る。このため該p-i-n接合は非常に良好なものである。
連続する真空容器で同じ薄膜を形成する場合にはガスゲ
ートをその間に具備する必要はない。
Next, an apparatus for forming a photovoltaic layer on a transparent conductive layer by using a roll-to-roll method will be described in detail. Figure
The device 11 is a device for continuously forming six photovoltaic layers on a long substrate, and some vacuum vessels are omitted from the figure. 1101 is a long substrate having a lower conductive layer formed thereon, 1108 is a delivery roll wound around the substrate, 1109 is a take-up roll for winding the substrate, 1102 is a vacuum capable of fixing the delivery roll inside. In containers, plumbing 1118
And a vacuum pump 1116 such as a rotary pump. Similarly, the take-up roll 1109 is a vacuum container 1107
And a vacuum pump is connected. Vacuum container 11
Between 02 and 1107, a vacuum vessel 1103 for forming a desired thin film
-a, 1104, 1103-b (not shown), 1103-c (not shown), 1103-d,
1103-e are sequentially arranged, and a gas gate 11 is provided between each vacuum vessel.
21 is connected. As shown in the figure, a gas introduction pipe 1110 is connected to each gas gate 1121 to connect a scavenging gas 11 such as Ar, H2, and He.
11 can be introduced to prevent gas diffusion between the vacuum vessels forming different types of thin films. For this reason, the pin junction is very good.
When the same thin film is formed in a continuous vacuum vessel, it is not necessary to provide a gas gate therebetween.

【0099】真空容器1103-a、1103-b、1103-c、1103-
d、1103-eにおいてはRFプラズマCVD法(電源周波数 13.5
6MHz)を実施することができる。該真空容器には配管111
8を通してロータリーポンプとガス導入管1120が接続さ
れ、内部にはヒーター1114とRF電極1113が固定されてい
る。該RF電極にはRF電源1112が接続されている。また、
真空容器1104においては高周波プラズマCVD法(電源周波
数 150MHz)を実施することができる。該真空容器には配
管1119を通して拡散ポンプ1117が接続され、さらに配管
を通してロータリーポンプなどの真空ポンプが接続され
ている。さらにガス導入管が接続され、内部にはヒータ
ー1127と高周波電極1126が固定されている。該高周波電
極には高周波電源1125(周波数 150MHz)が接続されてい
る。
Vacuum containers 1103-a, 1103-b, 1103-c, 1103-
d, 1103-e: RF plasma CVD method (power frequency 13.5
6 MHz). Piping 111
A rotary pump and a gas introduction pipe 1120 are connected through 8, and a heater 1114 and an RF electrode 1113 are fixed inside. An RF power supply 1112 is connected to the RF electrode. Also,
In the vacuum chamber 1104, a high-frequency plasma CVD method (power supply frequency: 150 MHz) can be performed. A diffusion pump 1117 is connected to the vacuum vessel through a pipe 1119, and a vacuum pump such as a rotary pump is connected through the pipe. Further, a gas introduction pipe is connected, and a heater 1127 and a high-frequency electrode 1126 are fixed inside. A high frequency power supply 1125 (frequency 150 MHz) is connected to the high frequency electrode.

【0100】以下にこの装置の使用方法を述べる。まず
下部導電層まで形成された上記のステンレス基板を巻い
た送り出しロール1108を真空容器1102内に固定し、基板
先端を各ガスゲート、各真空容器を通して真空容器1107
内部に固定された巻き取りロール1109に巻き付ける。各
真空ポンプを起動し各真空容器の内圧が数mTorrになる
まで真空排気する。ガス導入管1110からH2ガスを、ガス
導入管1120からは光起電力層形成用のガスを導入し、各
ヒーター電源を入れ、基板を矢印1124の方向に搬送す
る。基板の温度が一定になったところで各RF電源、高周
波電源を入れ、マッチングを調整して各真空容器内部に
プラズマ1115を生起し、所望の薄膜を形成する。基板の
終端部にさしかかたら搬送を止め、各DC電源、各マイク
ロ波電源、DC電源および各ヒーター電源を切り、基板を
冷却する。基板の温度が室温程度になったら各真空容器
をリークし、巻き取りロールを取りだす。上記のような
方法を用いて表3に示す条件で、第1のドープ層 a-Si:H:
P / 第1のi層 μc-Si:H / 第2のドープ層 μc-Si:H:B /
第3のドープ層 a-Si:H:P / 第2のi層 a-Si:H / 第4の
ドープ層 μc-Si:H:B を形成した。
The method of using this device will be described below. First, the delivery roll 1108 wound around the stainless steel substrate formed up to the lower conductive layer is fixed in the vacuum vessel 1102, and the substrate tip is passed through each gas gate and each vacuum vessel to form the vacuum vessel 1107.
Wrap around the take-up roll 1109 fixed inside. Activate each vacuum pump and evacuate until the internal pressure of each vacuum container becomes several mTorr. An H2 gas is introduced from the gas introduction pipe 1110, and a gas for forming a photovoltaic layer is introduced from the gas introduction pipe 1120, each heater is turned on, and the substrate is transported in the direction of arrow 1124. When the temperature of the substrate becomes constant, each RF power supply and high frequency power supply are turned on, matching is adjusted, and plasma 1115 is generated inside each vacuum vessel to form a desired thin film. When the substrate is reached at the end of the substrate, stop the transfer, turn off each DC power supply, each microwave power supply, DC power supply and each heater power supply, and cool the substrate. When the temperature of the substrate becomes about room temperature, leak each vacuum container and take out the take-up roll. Under the conditions shown in Table 3 using the method described above, the first doped layer a-Si: H:
P / 1st i layer μc-Si: H / 2nd doped layer μc-Si: H: B /
A third doped layer a-Si: H: P / a second i-layer a-Si: H / a fourth doped layer μc-Si: H: B was formed.

【0101】取りだしたロール状の太陽電池を図10の装
置を使用して連続的に上部透明電極(ITO)を形成した。
その際、真空容器1006内部のターゲットをITOにし、真
空容器1003、1004、1005ではプラズマを生起せず、真空
容器1006のみでITOからなる上部透明電極を第4のドープ
層上に形成した。各層の形成条件は表4に示した。
An upper transparent electrode (ITO) was continuously formed on the rolled solar cell taken out using the apparatus shown in FIG.
At that time, ITO was used as the target inside the vacuum vessel 1006, and plasma was not generated in the vacuum vessels 1003, 1004, and 1005, and the upper transparent electrode made of ITO was formed on the fourth doped layer only with the vacuum vessel 1006. Table 4 shows the conditions for forming each layer.

【0102】[0102]

【表4】 [Table 4]

【0103】取りだしたロール状の太陽電池を30×30cm
2の大きさに切り、次に図1-aのように実施例1と同様な
集電電極とバスバーを取り付け、図4のように4つの太陽
電池を直列化し、各太陽電池とは並列にバイパスダイオ
ードを接続した。次に、厚さ0.3mmの支持基板の上にEV
A、ナイロン樹脂、EVA、ガラス不織布、直列化した太陽
電池、ガラス不織布、EVA、ガラス不織布、EVA、ガラス
不織布、フッ素樹脂を重ねあわせて加熱真空封止(ラミ
ネーション)した。
The rolled solar cell taken out is 30 × 30 cm
Then, as shown in FIG. 1-a, the same current collecting electrode and bus bar as in Example 1 were attached as shown in FIG. 1-a, and four solar cells were serialized as shown in FIG. 4, and each solar cell was connected in parallel. A bypass diode was connected. Next, the EV is placed on a 0.3 mm thick support substrate.
A, nylon resin, EVA, glass non-woven fabric, serialized solar cell, glass non-woven fabric, EVA, glass non-woven fabric, EVA, glass non-woven fabric, and fluororesin were laminated and heated and vacuum-sealed (laminated).

【0104】上記のように作製した35×130cm2の大きさ
の太陽電池モジュール(実3)を実施例1と同様な測定およ
び試験を行なったところ、初期特性、ねじり試験、降ひ
ょう試験のいずれの場合にも(実1)の太陽電池よりもさ
らに優れた特性であった。また該太陽電池モジュール
(実3)を屋外に3カ月放置し、屋外暴露試験を行なった。
その外観変化はほとんど見られず、光電変換効率の低下
は5%程度であった。
When the same measurement and test as in Example 1 were performed on the solar cell module (actual 3) having a size of 35 × 130 cm 2 manufactured as described above, any of the initial characteristics, the torsion test, and the hail test was performed. In addition, the characteristics were even better than the solar cell of (actual 1). The solar cell module
(Result 3) was left outdoors for 3 months, and an outdoor exposure test was performed.
Almost no change in appearance was observed, and the decrease in photoelectric conversion efficiency was about 5%.

【0105】以上のように本発明の光電変換モジュール
は優れた特性を有するものであることが分った。
As described above, it was found that the photoelectric conversion module of the present invention had excellent characteristics.

【0106】(実施例4)実施例1において第1のi層の膜厚
を2μmとする以外は実施例1と同様な太陽電池(実4)を作
製した。断面をTEMで観察したところ第1のi層の構造は
図1のようになっていることが分かった。実施例1と同
様な測定、および試験を行なったところ、(実4)の太陽
電池は(実1)の太陽電池と同様に優れていることが分っ
た。
Example 4 A solar cell (Example 4) was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the first i-layer was changed to 2 μm. Observation of the cross section with a TEM revealed that the structure of the first i-layer was as shown in FIG. The same measurement and test as in Example 1 were performed, and it was found that the solar cell of (Example 4) was as excellent as the solar cell of (Example 1).

【0107】(実施例5)他の実施形態の例として、下部
導電層が単一層からなる太陽電池を作製した。該下部導
電層は膜厚0.5μmの銀の層からなり、スパッタリング法
で形成され、形成温度を350℃にすることによって該層
の表面形状を凹凸化(テクスチャー化)した。断面を観察
して角度G(下部導電層の微小領域の法線と基板主面の法
線がなす角度)が15度以上、45度以下である割合を計数
したところ91%であった。実施例1と同じ光起電力層と
上部透明電極、集電電極を該下部導電層上に形成し、図
1の太陽電池(実5)をいくつか作製した。実施例1と同様
な測定、および試験を行なったところ、(実5)の太陽電
池は(実1)の太陽電池と同様に優れていることが分っ
た。
(Example 5) As an example of another embodiment, a solar cell in which the lower conductive layer was formed of a single layer was manufactured. The lower conductive layer was formed of a 0.5 μm-thick silver layer and was formed by a sputtering method. The surface shape of the layer was made uneven (textured) by setting the formation temperature to 350 ° C. By observing the cross section, the ratio of the angle G (the angle formed by the normal to the minute region of the lower conductive layer and the normal to the main surface of the substrate) of 15 degrees or more and 45 degrees or less was counted and found to be 91%. The same photovoltaic layer, upper transparent electrode, and current collecting electrode as in Example 1 were formed on the lower conductive layer, and several solar cells (Example 5) of FIG. 1 were manufactured. The same measurement and test as in Example 1 were performed, and it was found that the solar cell of (Example 5) was as excellent as the solar cell of (Example 1).

【0108】(実施例6)他の実施形態の例として、第1の
ドープ層を a-Si:H:P/μc-Si:H:Pからなる積層構造とし
た図5の光起電力層を有する図1-bの太陽電池を作製し
た。実施例2において第1のドープ層を a-Si:H:P/μc-S
i:H:P とする以外は実施例2と同様な太陽電池(実6)を作
製した。実施例1と同様な測定、および試験を行なった
ところ、(実4)の太陽電池は(実2)の太陽電池と同様に優
れていることが分った。
Example 6 As another example of the embodiment, the photovoltaic layer shown in FIG. 5 in which the first doped layer has a laminated structure of a-Si: H: P / μc-Si: H: P The solar cell shown in FIG. In Example 2, the first doped layer was a-Si: H: P / μc-S
A solar cell (Example 6) was produced in the same manner as in Example 2 except that i: H: P was used. The same measurements and tests as in Example 1 were performed, and it was found that the solar cell of (Example 4) was as excellent as the solar cell of (Example 2).

【0109】[0109]

【発明の効果】本発明の光電変換素子によれば、光電変
換素子の光電変換効率、開放電圧、短絡光電流、低照度
開放電圧、リーク電流といった特性を向上できるもので
ある。また屋外暴露試験、機械的強度、長時間光照射に
おける耐久性を向上できるものである。さらに光電変換
素子のコストを大幅に低減できるものである。
According to the photoelectric conversion device of the present invention, characteristics such as photoelectric conversion efficiency, open-circuit voltage, short-circuit photocurrent, low-illuminance open-circuit voltage, and leak current of the photoelectric conversion device can be improved. It can also improve the outdoor exposure test, mechanical strength, and durability in long-time light irradiation. Further, the cost of the photoelectric conversion element can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】下部導電層及びi層に特徴を有する本発明の光
電変換素子
FIG. 1 shows a photoelectric conversion element of the present invention characterized by a lower conductive layer and an i-layer.

【図2】従来の光電変換素子FIG. 2 shows a conventional photoelectric conversion element

【図3】集電電極の一例FIG. 3 shows an example of a collecting electrode

【図4】本発明の光電変換素子のモジュール化の一例FIG. 4 shows an example of modularization of the photoelectric conversion element of the present invention.

【図5】第1のドープ層に特徴を有する本発明の光電変
換素子
FIG. 5 is a photoelectric conversion device of the present invention characterized by a first doped layer.

【図6】下部導電層の表面荒さと光電変換効率の関係FIG. 6 shows the relationship between the surface roughness of the lower conductive layer and the photoelectric conversion efficiency.

【図7】図1aで定義される角度Gが15度以上45度以下で
ある割合と光電変換効率の関係
FIG. 7 shows the relationship between the ratio at which the angle G defined in FIG. 1a is 15 degrees or more and 45 degrees or less and the photoelectric conversion efficiency

【図8】本発明の光電変換素子の下部導電層、上部透明
電極を形成する装置
FIG. 8 shows an apparatus for forming a lower conductive layer and an upper transparent electrode of the photoelectric conversion element of the present invention.

【図9】本発明の光電変換素子の光起電力層を形成する
装置
FIG. 9 shows an apparatus for forming a photovoltaic layer of a photoelectric conversion element according to the present invention.

【図10】本発明の光電変換素子の下部導電層、上部透
明電極を連続的に形成する装置
FIG. 10 shows an apparatus for continuously forming a lower conductive layer and an upper transparent electrode of the photoelectric conversion element of the present invention.

【図11】本発明の光電変換素子の光起電力層を連続的
に形成する装置
FIG. 11 is an apparatus for continuously forming a photovoltaic layer of a photoelectric conversion element according to the present invention.

【図12】aは図12bで定義される角度Fが0度以上20度
以下である割合と光電変換効率との関係bは角度Fを定
義する図
12A is a diagram illustrating a relationship between the ratio of the angle F defined in FIG. 12B of 0 degree or more and 20 degrees or less and the photoelectric conversion efficiency, and b is a diagram defining the angle F.

【図13】本発明の光電変換素子にバスバーを設けた例FIG. 13 shows an example in which a bus bar is provided in the photoelectric conversion element of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 基板 102 下部導電層 102a 反射層 102b 透明導電層 103 第1のドープ層 104 第1のi層 105 第2のドープ層 106 上部透明電極 107 集電電極 108 バスバー 109 両面テープ 110 第3のドープ層 111 第2のi層 112 第4のドープ層 120 角度G 201 基板 202 下部導電層 203 第1のドープ層 204 第1のi層 205 第2のドープ層 206 上部透明電極 207 集電電極 301 銅ワイヤ 302 銀クラッド層 303 カーボンペースト層 306 上部透明電極の表面 307 集電電極 401 支持基板 402,404,409,411 EVA 403 ナイロン樹脂 405,408,410,412 ガラス不織布 406 バイパスダイオード 407 光電変換素子 413 フッ素樹脂 414 バスバー 503a 第1のドープ層a 503b 第1のドープ層b 504 第1のi層 505 第2のドープ層 506 第3のドープ層 507 第2のi層 508 第4のドープ層 801 堆積室 802 基板ホルダー 803 基板 804 ヒーター 805 マッチングボックス 806 RF電源 807 反射層用のターゲット 808 透明導電層用のターゲット 810,811 DC電源 813,814 シャッター 816 排気管 817 ガス導入管 818 回転軸 819 プラズマ 901 反応室 902 下部導電層を形成した基板 903 ヒーター 904 コンダクタンスバルブ 908 高周波電極 909 高周波電源 910 プラズマ 911 シャッター 913 排気方向 914 排気管 915 ガス導入管 916 ガス導入方向 1001 長尺基板 1002,1003,1004,1005,1006,
1007 真空容器 1008 送り出しロール 1009 巻き取りロール 1010 ガス導入管 1011 掃気用ガス 1012 DC電源 1013 電極 1014 ヒーター 1015 プラズマ 1016 真空ポンプ 1017 拡散ポンプ 1018,1019 排気管 1020 ガス導入管 1021 ガスゲート 1022 ガス 1023 ターゲット 1024 基板搬送方向 1101 下部導電層を形成した長尺基板 1102,1103−a,1103−b,1103−
c,1103−d,1103−e,1103−f,11
04,1107 真空容器 1108 送り出しロール 1109 巻き取りロール 1110 掃気ガス導入管 1111 掃気用ガス 1112 RF電源 1113 RF電極 1114 ヒーター 1115 プラズマ 1116 真空ポンプ 1117 拡散ポンプ 1118,1119 排気管 1120 ガス導入管 1121 ガスゲート 1122 ガス 1124 基板搬送方向 1125 高周波電源 1126 高周波電極 1127 ヒーター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Substrate 102 Lower conductive layer 102a Reflective layer 102b Transparent conductive layer 103 1st dope layer 104 1st i-layer 105 2nd dope layer 106 Upper transparent electrode 107 Collector electrode 108 Bus bar 109 Double-sided tape 110 3rd dope layer 111 Second i-layer 112 Fourth doped layer 120 Angle G 201 Substrate 202 Lower conductive layer 203 First doped layer 204 First i-layer 205 Second doped layer 206 Upper transparent electrode 207 Collector electrode 301 Copper wire 302 Silver clad layer 303 Carbon paste layer 306 Surface of upper transparent electrode 307 Current collecting electrode 401 Support substrate 402, 404, 409, 411 EVA 403 Nylon resin 405, 408, 410, 412 Glass nonwoven fabric 406 Bypass diode 407 Photoelectric conversion element 413 Fluorine Resin 14 Bus bar 503a First doped layer a 503b First doped layer b 504 First i layer 505 Second doped layer 506 Third doped layer 507 Second i layer 508 Fourth doped layer 801 Deposition chamber 802 Substrate holder 803 Substrate 804 Heater 805 Matching box 806 RF power source 807 Target for reflective layer 808 Target for transparent conductive layer 810, 811 DC power source 813,814 Shutter 816 Exhaust pipe 817 Gas inlet pipe 818 Rotation axis 819 Plasma 901 Reaction chamber 902 Substrate on which lower conductive layer is formed 903 Heater 904 Conductance valve 908 High frequency electrode 909 High frequency power supply 910 Plasma 911 Shutter 913 Exhaust direction 914 Exhaust pipe 915 Gas introduction pipe 916 Gas introduction direction 1001 Long substrate 1002, 1003, 1004, 1005, 1006
1007 Vacuum container 1008 Delivery roll 1009 Take-up roll 1010 Gas introduction pipe 1011 Scavenging gas 1012 DC power supply 1013 Electrode 1014 Heater 1015 Plasma 1016 Vacuum pump 1017 Diffusion pump 1018, 1019 Exhaust pipe 1020 Gas introduction pipe 1021 Gas gate 1022 Gas 102 Transport direction 1101 Long substrate 1102 with lower conductive layer formed 1102, 1103-a, 1103-b, 1103-
c, 1103-d, 1103-e, 1103-f, 11
04,1107 Vacuum container 1108 Delivery roll 1109 Take-up roll 1110 Scavenging gas introduction pipe 1111 Scavenging gas 1112 RF power supply 1113 RF electrode 1114 Heater 1115 Plasma 1116 Vacuum pump 1117 Diffusion pump 1118,1119 Exhaust pipe 1120 Gas introduction pipe 1122 Gas gate 1122 1124 Substrate transfer direction 1125 High frequency power supply 1126 High frequency electrode 1127 Heater

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板、下部導電層、第1のドープ層、i
層、第2のドープ層、及び上部導電層を有する光電変換
素子において、前記下部導電層表面が凹凸形状を有し、
前記i層が柱状結晶粒を含有し、該柱状結晶粒の長手方
向は前記基板の法線方向に対して傾いて配置しているこ
とを特徴とする光電変換素子。
A substrate, a lower conductive layer, a first doped layer, i
Layer, a second doped layer, and in the photoelectric conversion element having an upper conductive layer, the lower conductive layer surface has an uneven shape,
A photoelectric conversion element, wherein the i-layer contains columnar crystal grains, and a longitudinal direction of the columnar crystal grains is arranged to be inclined with respect to a normal direction of the substrate.
【請求項2】 前記柱状結晶粒を通りその長手方向と平
行な直線Aと、第1のドープ層と前記i層の界面1と、第2
のドープ層と該i層の界面2との最短距離を結ぶ直線のう
ちこの柱状結晶粒Aを通る直線Bとのなす角度が20度以下
である比率が該i層全体容積に対して70%以上であること
を特徴とする光電変換素子。
2. A straight line A passing through the columnar crystal grains and parallel to a longitudinal direction thereof, an interface 1 between a first doped layer and the i-layer, and a second
Among the straight lines connecting the shortest distance between the doped layer and the interface 2 of the i-layer, the ratio of the angle formed by the straight line B passing through the columnar crystal grains A to 20 degrees or less is 70% with respect to the entire volume of the i-layer. A photoelectric conversion element characterized by the above.
【請求項3】 基板と半導体層との間に位置する下部導
電層の、数十μm程度の長さにおける表面粗さRaが0.1μ
m以上、1μm以下であることを特徴とする請求項1記載の
光電変換素子。
3. The method according to claim 1, wherein the lower conductive layer located between the substrate and the semiconductor layer has a surface roughness Ra of 0.1 μm at a length of about several tens μm.
2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the size is not less than m and not more than 1 μm.
【請求項4】 前記下部導電層の微小領域における該下
部導電層の表面の法線方向が、該基板の主面の法線に対
して15度以上45度以下である領域が全表面領域の80%以
上であることを特徴とする請求項1記載の光電変換素
子。
4. A region in which the normal direction of the surface of the lower conductive layer in the minute region of the lower conductive layer is 15 ° or more and 45 ° or less with respect to the normal of the main surface of the substrate is the entire surface region. 2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the content is 80% or more.
【請求項5】 前記柱状結晶粒の長手方向の長さが100
オングストローム以上、0.3μm以下であることを特徴と
する請求項1記載の光電変換素子。
5. The method according to claim 1, wherein the length of the columnar crystal grains in the longitudinal direction is 100.
2. The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the thickness is not less than Angstroms and not more than 0.3 μm.
【請求項6】 前記i層の膜厚は0.3μm以上、3μm以下
であることを特徴とする請求項1記載の光電変換素子。
6. The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the thickness of the i-layer is 0.3 μm or more and 3 μm or less.
【請求項7】 前記i層中に、非晶質シリコン系半導体
材料からなる微小領域が、該i層の全領域に対して50%以
下の容積比率で存在することを特徴とする請求項1記載
の光電変換素子。
7. The method according to claim 1, wherein a minute region made of an amorphous silicon-based semiconductor material exists in the i-layer at a volume ratio of 50% or less with respect to the entire region of the i-layer. The photoelectric conversion device according to any one of the preceding claims.
【請求項8】 前記i層は30MHz以上、600MHz以下の周波
数を有する電磁波を用いたプラズマCVD法により、圧力
が1mTorr以上、1Torr以下、シリコン含有ガスと水素ガ
スを原料ガスとして使用し、水素ガスに対するシリコン
含有ガスの割合が0.5%以上、30%以下である条件で形成
されたものであることを特徴とする請求項1記載の光電
変換素子。
8. The method according to claim 1, wherein the i-layer is formed by a plasma CVD method using an electromagnetic wave having a frequency of 30 MHz or more and 600 MHz or less, and a pressure of 1 mTorr or more and 1 Torr or less. 2. The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the photoelectric conversion element is formed under a condition that a ratio of the silicon-containing gas to the silicon is 0.5% or more and 30% or less.
【請求項9】 前記第2のドープ層と前記上部導電層と
の間に第3のドープ層、第2のi層、及び第4のドープ層を
有し、該第2のi層は非晶質シリコン系半導体を有し、膜
厚が0.1μm以上、0.4μm以下であることを特徴とする請
求項1記載の光電変換素子。
9. A semiconductor device comprising a third doped layer, a second i-layer, and a fourth doped layer between the second doped layer and the upper conductive layer, wherein the second i-layer is non-conductive. 2. The photoelectric conversion element according to claim 1, comprising a crystalline silicon-based semiconductor, and having a thickness of 0.1 μm or more and 0.4 μm or less.
【請求項10】 少なくともひとつのドープ層は微結晶
シリコン系半導体材料を有することを特徴とする請求項
9記載の光電変換素子。
10. The semiconductor device according to claim 1, wherein at least one doped layer includes a microcrystalline silicon-based semiconductor material.
9. The photoelectric conversion element according to 9.
【請求項11】 前記第1の及び/又は第3のドープ層が
微結晶シリコン系半導体材料からなる層と非晶質シリコ
ン系半導体材料からなる層と積層構造をなし、かつ該微
結晶シリコン系半導体材料からなる層は前記i層と接す
ることを特徴とする光電変換素子。
11. The microcrystalline silicon-based semiconductor device according to claim 1, wherein the first and / or third doped layer has a laminated structure of a layer made of a microcrystalline silicon-based semiconductor material and a layer made of an amorphous silicon-based semiconductor material. A photoelectric conversion element, wherein a layer made of a semiconductor material is in contact with the i-layer.
【請求項12】 前記基板は帯状の長尺基板であること
を特徴とする請求項1記載の光電変換素子。
12. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the substrate is a long strip-shaped substrate.
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